耐万古霉素金葡菌及抗VRSA感染药物的研究进展
抗感染药学爿Hff,!雁’cf朋口珊2009
June;6(2)
顾觉奋,等.耐万古霉素金葡菌及抗vl塔A感染药物的研究进展
・73・
・综述与论坛・
耐万古霉素金葡茵及抗VRSA感染药物的研究进展
顾觉奋‘,李振国
中国药科大学,生命科学与技术学院,南京210009
【摘
要】
近年来金黄色葡萄球菌对万古霉素的敏感性逐渐下降,并在各国相继出现了耐药菌株。根据国内外
相关文献报道,笔者从耐万古霉素金黄色葡萄球菌(VRsA)的发现、耐药机制、治疗VRsA感染的药物等方面进行综述。【关键词】
金葡茵;万古霉素;耐药性
R978.1
【中图分类号】【文献标识码】
A
【文章编号】1672—7878(2咖9)02一0073—04
RecentProgress
on
theStudiesofVancomycin・resistantandAnti-infection
&印幻怕cDcc比s口H陀Ⅳs
Medicine
forVRSA
GUJue.f.en’,LIZhen-guo
school《L咖Science
【ABSTRACT】
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Inrecem
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int}Iisanicle.
【KEY
WoRDS】&印砂zD∞cc郴口“,跚s;VancomyciIl;resis僦
M玎ff伽触fm口删,2009,6(2):73~76】
金黄色葡萄菌(脚矗加∞c伽倒聊鼠金葡菌)是临
床上重要的病原菌,广泛地存在于自然环境中,可引起人类多种组织和脏器的感染。20世纪60年代耐
也逐渐下降。笔者对耐万古霉素金葡菌(V锄comyciIl—resistaIlt&印矗y肠cDcc淞口“馏崛VRSA)及抗VRSA感染药物国内外的研究进展作一综述。
万古霉素耐药金葡菌的发现
甲氧西林金葡菌(methicillin-resistaIlt&印Jlly『ocDc伽
口“陀惦MRsA)的出现并广泛传播使得临床上葡萄球菌感染治疗变得十分困难,可供选择的药物越来越少。万古霉素(Vancomycill,VcM)作为糖肽类抗生素的代表,对革兰阳性菌产生强大的杀菌作用,临床用于严重革兰阳性菌感染,作为20世纪80年代末治疗重度MRsA感染的特效药物,在临床上广泛应用。令人们担心的是,如同其他抗菌药物一样,在
199r7年日本首先发现vl:M中度耐药金葡茵
l
他啦on驴衲一in
sl即si6Ve脱叫啦㈣伽伽,VIsA),紧
接着美国、法国等国家也相继检出ⅥSA。2002年美国密歇根州发现首例VRSA更引起了医学界的广泛关注,目前经美国疾病控制中心(cDc)确认的Ⅵ峪A共6株。中国大陆已有异质性耐万古霉素金葡菌
使用VCM进行治疗过程中,金葡茵对VcM敏感性
【作者简介】:’顾觉奋f1933一),女,教授,从事微生物制药研究与教学【联系电话】:025-86200377
E.m蚰:yqy釉l@silIa.com
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01Vl述A)的报道,湖南、浙江、广东、安徽等地hⅥ峪A检出率分别为0.75%1.79%,2.61%和6.7%
尚未发现ⅥSA和Ⅵ峪A【“。
1.1
VISA,VRSA定义
按美国临床实验室标准化研究所(CLSD2006年
出版的M100S16操作手册中的判定标准:对于金黄
4舭时为敏感,即VSSA(vancomycifl—susc印tible
色葡萄球菌,VCM的最小抑菌浓度(MIC)≤
&印砂fD∞cc淞口“胁岱);在MIC为钆8岭,ⅡlL时为
中度敏感,即ⅥSA(Vancomycin—insensitiVe&印^yfD-coc侧s口“坝岱,ⅥSA);MIC≥16嵋/mL(而不是过去的32岖/mL)为耐药,即Ⅵ峪A。
1.2异质性耐万古霉素金苟酋(hVRSA)
对VCM敏感的原代细菌MlC≤2“∥mL。但是异质性耐万古霉素金葡菌在含有2~6pg/n儿VCM的筛选平板上可生长,生长频率为10“以上,即在敏感的原代细菌中存在的耐药亚群。2金葡菌对VCM产生耐药作用机制
VcM属于糖肽类抗生素,主要作用是抑制革兰阳性蔚细胞壁的合成。它可以和细菌细胞壁肽聚糖前体末端D一丙氨酰与D.丙氨酸结合形成复合物,可以阻断肽聚糖合成中的转糖基酶、转肽激酶等,影响uDP2胞壁酸五肽的生成,进而影响细胞壁肽聚糖的交联,阻碍细胞壁蛋白质的合成,最终导致细菌死亡。金葡菌对VCM产生耐药的作用机制主要有5种。
2.1细酋细胞壁增厚
这是ⅥSA和hVRsA的主要耐药机制。细胞
壁增厚表现为细菌细胞壁肽聚糖交联减少,游离的D-丙氨酰.D一丙氨酸末端增多,这样大量的VCM分子便被捕获到细胞壁的外围,阻碍了VcM进入细胞浆膜表面,影响了VCM与功能性靶目标相结合,最终VcM不能对细胞形成致死性打击。Cui等人还发现金葡菌的MIC与细胞壁的增厚具有很好的相关性,细胞壁越厚,细菌的耐药程度越高,并且在他们的研究中还进一步表明:当ⅥSA、VRsA菌株在
不含VcM的琼脂平板上连续培养,金葡菌对VcM
的敏感性随着培养时间的延长逐渐恢复,细胞壁的厚度也逐渐恢复到原来的水平,由此更进一步证明
万方数据
细胞壁增厚与金葡菌耐药性形成有关,见图l嘲。
注:。耐万占霉素的金葡菌(代号为Mu50)
图lVRSA菌株Mu50的细胞壁
2.2调节基因的改变
不少研究表明一些调节基因在耐万古霉素金葡菌的形成中起了重要的作用。其中最重要的是tcaA基因和agr基因。tcaA编码跨膜蛋白与逐渐增加的金葡菌的耐药有关。a鲈为一复合式调节基因,分为4种类型。Sakoulas等的研究表明VIsA、hVRsA菌株属于a可II型基因,并且发现一些VIsA和hVRsA菌株有a黟基因功能缺失”1。walsh等在总结前人的基础上推测认为agr和金葡菌其他位置的调节基因的突变或者异常表达将导
致VlSA、hVRSA的产生。2.3青霉素结合蛋白(PBPs)的改变
国内外研究学者普遍认为PBPs的改变对于金
葡菌耐药的形成只起辅助作用。VIS肌VRsA与
VSSA相比,表现为PBP2、PBP2a(少数菌株)表达
含量的增加,PBP4含量下降。PBP2表达含量的增
加,能够增加细胞壁肽聚糖的生成量,进而增加了细胞壁的厚度。PBP4表达含量降低,将影响羧肽酶的活性,进一步影响肽聚糖的交联,导致游离末端D.丙氨酰一D.丙氨酸的增多,最终使得金葡菌对万古霉素敏感性逐渐降低。研究还发现作用于细胞壁的抗菌药物能诱导PBP2的表达量,使表达量增加H1。
2.4水解酶和自溶酶活性的降低
黏肽水解酶及葡萄球菌自溶酶在细胞分裂、青霉素所致的细菌分解、肽聚糖的修复过程起重要的生理作用。VCM和这些酶类的协同作用可杀伤细菌,因此溶解酶及水解酶活性降低,就可以使葡萄球菌在早期逃避万古霉素的杀伤作用而存活下来。由此推测,葡萄球菌由敏感向耐药转变至少包括两个
步骤:(1)金葡菌细胞壁对水解酶及自溶酶的活性降
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低,使金葡菌能够长时间存活;(2)存活的金葡菌,获
得某位点适应性突变,进一步转化为ⅥSA。
2.5
基因突变率的提高
Frallzisl(a等在研究中发现基因突变率的提高有
助于形成金葡菌对VCM的耐药。他认为经常性的基因突变,将会影响细菌细胞壁的结构和代谢,这种结构和代谢变化又会影响VCM的结合位点,使得对VCM假结合位点增多。正常情况下细菌体内有一套DNA自我修复系统,对复制过程中错配的碱基加以修复,这种自我修复系统主要由DNA错配修复基
因m洮编码。Fmllzisl【a等通过对葡萄球菌m吣的
基因敲除研究发现:基因敲除的金葡菌比野生型的更易形成对VCM的耐药。当金葡菌再次获得mllts基因时,细菌的突变碱基修复功能加强,突变率降低,细菌又表现对VCM的敏感性增强”1。3治疗vRSA感染的药物
目前的对策主要是将VCM与氨基糖苷类药物联合应用,其次是使用壁霉素(替考拉宁,teicoplanin)等替代。能对付VcM耐药菌株的窄谱类抗生素主要有以下几种。3.1嗯唑烷酮粪
由法玛西亚・普强公司研制的利奈唑烷(1i|lezolid)属于此类。于1999年底在美国和英国提交,于2000年4月18日被美国政府批准。该药比其它产品在蛋白质合成的较早阶段起作用,具有较少的交叉耐药现象,目前尚未在临床广泛使用,但有研究发现该药可引起周围神经病变嘲。利奈唑烷与VcM在VISA治疗中的药物动力学参数,见表l。
表1利奈唑烷与vcM在vISA治疗中的药物动力学参数’
注:抗VlsA(Mu50)MJcs药物及其剂量为:llnezolidl吲札,VcM8雌,mL。
3.2链阳茵素吴
由罗纳普朗克公司开发的Syllercid属于此类,该
万方数据
药已经获美国F【)A批准,有效成份:达福普汀
㈨细撕s_血)、喹努普丁(神删s血),町傩:rcid中喹努
普丁和达福普汀的血浆“分别为3h和1址血浆药
物峰浓度(C:rJ分别为2。56哦江和6.91mg几。在
欧洲进行的Ⅲ期临床研究表明,对40l例vCM耐
药的金葡菌感染病人,使用唧id
7.5
n舭g静脉注
射4次,治愈率为65.8唰”。3.3脂肽类杭生素
由美国礼来及cubist公司开发的达托霉素(daptomycin,ly2146032)属于此类。研究发现daptomycin能改变细菌细胞膜电位,阻断细胞膜输送氨基酸。对VIsA、耐万古霉素肠球菌(VRE)有强大杀菌作用。f。总8.5~9.0
h,24
h尿中排出60%,
血清蛋白结合率92%,具有独特的作用机理,广谱的抗阳性菌活性,线性药物动力学性质,较低的毒副反应,低频率出现耐药性,较高疗效,以及对其它抗菌药物无交叉耐药性及可q.d用药等特点。
3.4酮大环内酯类(ketolide)
系红霉素A之衍生物,由m以R公司开发的泰利霉素(telithromycill,HMR3647)以及雅培药厂开发的ABT773属于此类。泰利霉素通过结合核糖体的2个不同位点、抑制核糖体的蛋白装配来减少细菌繁殖必需的蛋白合成而发挥其抗菌作用。该药是一抗菌谱广、抗菌效果好的新一类抗菌药,特别是对耐多种抗生素的致病菌具有很强的抗菌活性。而且telithIDmycin口服生物利用度高,不影响其他药物的吸收和利用,副作用少,服用方便,病人耐受性好,是一治疗多种感染性疾病药物。3.5研发中的药物及联合用药
其他研发中药物(如:ME—1036,omigonan)对治疗VRSA也有明显的效果。联合用药对治疗
VRSA也有成功的方案,如SMZ/TMP、庆大霉素加利福平、VcM加p-内酰胺类抗生素等161。
3.5.1
ME—1036
ME一1036(Daiic}liPhannaceuticalCo.,T0kyo,J印an)
是1个新的碳青霉烯类抗生素,处于临床研究阶段,和VcM相比对VIsA有较好的杀伤作用。在1个
ⅥsA引起的肺部感染的小鼠模型中,M巳.1036显著减少了致病菌的数量(3.65±O.68)c纠ITlL,而VCM的
致病菌的数量(5.7l±0.75)cfil/mI,一1。ME.1036与VCM在治疗VlSA感染的细菌效果比较,见图2。
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将为人类制服耐药致病菌的研究注入新的活力,相信在不久的将来,VcM耐药金葡茵将会得到有效检出和控制…1。
参考文献
【l】
图2
周晓英,张书海.耐万古霉素金黄色葡萄球菌耐药机制及检测方法研究进展[J】.临床医学与检验,2008,5(7):422-424.【2】
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gene
在Ⅲ期临床试验中发现它对酵母和细菌有广谱的抑制作用,并对泌尿系统的感染有一定靶向性。在体外的微生物敏感性实验中发现它对VRSA、VISA及MRSA均有良好的抑制作用”01。
3.5.3
Rc,甜口,.脚_j蔓灿
a
regulator(a伊)groupII:istllercof
deVel叩ment
ime咖ediate
level
glycop咿
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SB,Shaohui
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【4】
Vam
Y,ChaIl印alliM,甜以Thns翻ptioml
penicillin—banding
cell
induction
VCM和§一内酰胺类抗生素联合用药
细菌耐药表现为游离的D一丙氨酰一D.丙氨酸末
protein
2
gene
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S印砂舰∞c淞口”脚by
1
wall-active卸tibi嘶csoxacjllin
锄d啪comycill【J].一砌玎把m6一鲫括吼硎D抽吼2003,47(3):
028.
eIevated
端增多,这样大量的VCM分子便被捕获到细胞壁的外围,影响了其与功能性靶目标相结合,而B一内酰胺类抗生素能有效防止D一丙氨酰.D一丙氨酸末端增多,从而间接增强VCM的作用,1个VRsA感染的小鼠心内膜炎模型中证明了这一点,联合用药后MIC从256肛g/rnL降至l肛g/mL嘲。
【7】
[5】Sch勰仃F’蹦penA'甜以An
nlut觚彻呐llency蠡wo撂
iIl&唧咖出饨口∞缈珊胛l时
develq,memofⅥmcomycjIlresist卸ce
川.An6IIlicrobA鲷吣Ch锄0th盯,2002,46(11):3540.
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Kohllos.LiIlezolidinfections
in
caused
versI塔V蛆comycinforthe
by
Methic订lin-resistant
&印妙如c删Ⅱ“r纵s
60(6):l36l一1
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Of
J印an【J】一ndm比m6C^emof^er,2007,
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BmwnJ.Combiningf;叫resistant677.685.
quinu砸stin/daIfbpdstin
4结语
【8】
infections【咒■Ⅲ馏缸P^ⅡrmⅡcDf^er‘lp弘2004,38(4):
Fox
PM,Lamp∞RJ,StIlmpfKS,∥口,.Successfilltherapyof
endocarditic
caused
by
细菌耐药性的产生是自然选择的必然结果,而
滥用抗生素则使其速度大大加快,催生出了耐万古
霉素金葡菌等“超级细菌”。虽然目前国外都是一些散发的VRsA厂vISA的病例,我国少有检出
删y幻∞cc淞口“,鲥s
(9):295卜2956.
【9】、,aTlagihara
k
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V锄comycin-阳sistaIlt
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母一l∞tam柚舶i甜cs【J】一4以砌lfc,D6彳g绷船c异绷D胁%2006,50
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Y.Efficacy
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MEl036
against
VRSAⅣlsA的报道,但是很多医院MRsA的分离
率高达58.13%,并且hVRSA的检出率也较高。VISA~RsA的出现是未来必然要面对的1个严重的临床问题。只有尽快掌握其耐药机制以及防治方法等相关知识,使用可靠的检测方法,才能正确
【10】
methicimn-resistant&q咖如cDcc淞口“,娜and
inseIlsitive&口“,研uin
a
model
vanc伽ycin—
ofh锄atogenouspulmona哆
of
inf&ti∞【J】.nfer‘,加“mfc阳6爿弘n捃,2008,32:40l-404.
Fritsche
RT'Rhombe曜RP.砌vf的∞tiVity
testcdagainst
omig觚蛐p朗t
hydrochl硎deV锄comycin-tolerant,・intc丌Ilodiatc,
锄d—r鼯istaIlt&印缸,,ocDc∞口“,眦s【J】.上№卯∞ffcm加6口树
咖,;%2008,60:399—403.
【ll】余方友,李美兰,林晓梅,等.万古霉素对金黄色葡萄球菌体外
抗菌活性研究【J】.中国微生态学杂志,2006,18(3):240.242.(收稿日期:2009_01-lO
修回门期:2009.02.091
识别随时可能出现的VIS—WRSA感染,也才能有
效地防止这种严重耐药菌株的播散。科技的发展
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